Флюс для пайки стали

Флюс для пайки: особенности, виды, советы

Соединение двух и более неметаллических или металлических материалов и веществ посредством присаживаемого металла, называется пайка. Мы предлагаем рассмотреть, что такое флюс для пайки, как его можно изготовить своими руками, а также рассмотрим характеристики, и как сделать припой для меди, серебра, олова, нержавейки.

Пайка и её особенности

Чтобы получить действительно качественное соединение нужно выдержать специальную температуру в зоне шва. В среднем этот показатель варьируется в пределах 50-100 градусов. Также учитывается то, что температурный порог необходимый для того, чтобы расплавился припой, значительно выше, чем просто для плавления обрабатываемого металла. Положительные качества пайки:

  • полная герметичность соединенных деталей;
  • высокая прочность соединений;
  • значительная экономия времени и затрачиваемых сил, в сравнении со сварочными процессами;
  • на местах спайки образуется специальный слой-пленка, которая противостоит коррозии и окислению металлов.

Виды припоя

Припои – это достаточно специфический ряд веществ, которые должны соответствовать следующим условиям:

  1. Высокие показатели теплопроводности и электропроводности;
  2. Хорошая прочность и высокий коэффициент растяжения;
  3. Коррозионная стойкость;
  4. Преобразование в жидкую среду при воздействии температуры сварки;
  5. Контрастная величина остывания металла пайки и кристаллизации припоя.

Данные вещества варьируются в зависимости от температуры процесса паяния, и бывают мягкие и твердые.

Таблица флюсов

Пайка мягкими припоями

Пайка мягкими припоями может осуществляться только до температуры ниже, чем 400 градусов по Цельсию. Эти вещества позволяют обеспечить образование действительно прочного и одновременно мягкого шва, который не только будет отличаться относительной гибкостью но и хорошими показателями стойкости к коррозии и физическим воздействиям.

К мягким припоям относятся:

  1. Свинцово-оловянные
  2. Припои с малым содержанием олова
  3. Специальные и легкоплавимые

Припой, температура работы у которого 185 ÷ 267˚С – соединяет в себе олово и свинец. Также в небольшом количестве добавляется и сурьма. Перед покупкой обязательно проверяйте ГОСТ, там указана вся информация по припою. Например, ПОС 40 – последняя цифра означает что в данном веществе содержится 40% олова, в среднем сурьмы добавляется от 3 до 5 процентов, все остальное – свинец. Данные припои используются для соединения швов, которые не нуждаются в ответственности, т.е. не нагружены, не подаются битью или постоянной вибрации.

Для пайки также применяется бессвинцовой флюс. Их еще называются малооловянистые соединения. В основном их применяют для соединения небольших плат, контактов на нежных электрических схемах и т.д. Максимально допустимая температура плавления – 330 градусов по Цельсию.

Самые нераспространенные – это припои легкоплавкового типа, температура от 60 градусов до 145. Они приобретаются для низкотемпературной пайки или очень осторожной ручной сварки. В частности, их нельзя назвать основными припоями, т.к.у них очень маленькая прочность и эластичность. Они чаще применяются для повторного или ступенчатого паяния.

В отдельных случаях необходимо изготовление специального состава, его свойства подгоняются непосредственно для материалов, не поддающихся пайке (это флюс для никеля, низкоуглеродистой стали, алюминия, вольфрама и чугуна).

Рассмотрим самые популярные смеси:

  1. Флюсы для пайки алюминия в обязательном порядке должны быть на оловянной основе, также в них содержится бура, цинк, кадмий, но все, же олова в них содержится более чем 99 %. Цинк и кадмий необходимы для повышенной диффузии, которая способна проникнуть даже в глубинные слоя алюминия.
  2. Паста-флюс или гель для пайки микросхем, также такие припои используются для печатных плат.

Флюс гель

Для таких сплавов припои поставляются в виде разнообразных составов относительно густых, прутьев, лент и проволочных катушек (как для сварки). Также бывают чушки, которые наполовину заполнены флюсом из канифоли.

Твердые припои для пайки

Состав флюсов для пайки твердым припоем используется соединения проблемных мест, которые все время поддаются негативному воздействию окружающей среды (вибрации, перепады температур, удары и прочее). В основном это составы для высокотемпературной пайки, о т 400 градусов по Цельсию и выше. К ним относятся:

  1. Припой для твердого сплава из меди и цинка (до 1000);
  2. Фосфор и медь (до 900 градусов);
  3. Чистая медь применятся для процесса пайки высокоуглеродистого железа;
  4. Флюс безотмывочный, для пайки серебром (до 800 градусов включительно).

У твердоплавких припоев также есть свое распределение, они бывают тугоплавкими, с температурой для плавки от 850 градусов, и легкопавкие – с показателем выше данного температурного режима.

Нужно отметить, что смесь меди (используются марки М21, М11 и прочие) и цинка недостаточно распространена, из-за низких показателей прочности и относительно дорогой стоимости в большинстве случаев её успешно может заменить припой из бронзы с цинком или латуни.

Припои медно-фосфорного типа – это заменители очень дорогих серебряных флюсов. Они незаменимы при соединении медных металлов, бронзы, латуни и прочих соединений металлов, которые не должны работать на сгибы или ударные нагрузки. К слову, этот сплав еще называется припой для бесфлюсовой пайки (но не для меди).

Категорически запрещено использовать данные сплавы для пайки железа, черных металлов, низкоуглеродных сталей, т.к. при температурном воздействии и соединении с медью или фосфором образуется очень хрупкий химический элемент – фосфиды железа, который поспособствует тому, что шов разойдется.

Из-за металлофосфористых припоев образуются фосфиды железа, которые являются члишком хрупкими соединениями, и способствуют понижению качества металла, их не советуют использовать для пайки железа.

Видео: Приготовление паяльного флюса своими руками

Самым лучшим вариантом для таких спаечных процессов является серебряные припои. Они наиболее дорогостоящие. И используются также для соединения проводов, капиллярной сетки из проводов, и очень сложных плат из серебряных компонентов.

Читать еще:  Чем просверлить каленую сталь

Прочие типы флюса

  1. Флюсы с ярко выраженными антикоррозийными свойствами. Это соединения на основе кислоты фосфора и растворителя, которые при взаимодействии образовывают органические соединения. Их очень выгодно использовать, потому что после процесса пайки не нужно использовать специальные очистители;
  2. Жидкие флюсы из салициловой кислоты, вазелина, золота и этилового спирта. Это самое удобное соединение для радиаторов, спайки электрических проводов. Этот флюс обеспечивает высокую чистоту шва и его аккуратность;
  3. Для того чтобы изготовить нейтральный флюс для электрических приборов, отличающихся повышенными требованиями к точности (реле времени, выключатели, для соединения контактов мобильных телефонов, и т.д.) понадобится соединения канифоли с воздухом. Канифоль очень низкоактивна и её следует применять только на подготовленных металлах, предварительно очищенных и залуженных; Канифоль
  4. Активированные флюсы – это бура и канифоль. В большинстве случаев она используется для водопроводных соединений и пайки медных труб. Главным отличием является тот факт, что бура плавится при температуре от 70 градусов, при этом, не выделяя абсолютно никаких вредных соединений. Это только одна разновидность; Бура
  5. Еще для того, чтобы приготовить активированные флюсы можно использовать такой рецепт: смешиваем канифоль, анилин, добавляем немного ангидрида, салициловой кислоты и диэтиламина. Это неплохой вариант изготовления пайки для монтажных скреплений.

Общие советы по флюсам

Самодельный флюс для пайки – это не всегда выгодный вариант, иногда его действительно выгоднее купить, тем более, что в большинстве случаев цена позволяет, скажем, smd или bga. На данный момент более сотни отечественных компаний производят флюсы и смеси для пайки и сварки, среди которых мы можем посоветовать лти 120, Brazetec, harris, rma, sanha, welco (в среднем стоимость от 80 рублей).

Продажа осуществляется в любом магазине электрических приборов и рынке во все городах: Екатеринбурге, Минске, Москве, Новосибирске, Харькове, Челябинске Ростове-на-Дону.

Нужно отметить, что в любом случае во время процесса сварки или пайки выделяются газы, которые могут навредить организму, но если пользоваться профессиональными смесями это вред будет гораздо ниже, поэтому остановите свой выбор на известных марках.

Как пользоваться флюсом во время пайки нержавейки при помощи олова

Пайка антикоррозийных стальных сплавов достаточно трудоемкий процесс. Выполнение такого вида работ дома еще сложнее.

В таких случаях используется технология пайки оловянным припоем. Большая часть его состава – это олово, однако есть припои с включением других металлов, таких как свинец.

Технология пайки оловом требует соблюдения технического процесса и специального оборудования. Рабочим материалом здесь выступают флюсы для нержавеющих сталей.

Флюсы – это материалы, защищающие металл от окисления во время сварочных работ. Эта статья расскажет, какие виды флюса применяются для пайки антикоррозийных стальных сплавов и технологию флюсовой обработки нержавейки.

Общая информация

Бура – флюсовая разновидность, используемая для пайки антикоррозийных стальных сплавов. Достаточно распространенный тип, который производится в виде порошков, пасты либо жидкости.

При самостоятельной сварке пастообразная форма более удобна. Порошковые флюсы требуют применения специальной аппаратуры, обеспечивающей подачу частиц в зону сварки.

Под воздействием высоких температур бура расплавляется, после чего происходит ее распределение по металлу. Под воздействием расплавленного флюса поверхность детали прогревается равномерно, а скорость достижения рабочих температур повышается.

Это важно в работе с нержавеющей сталью – материалом тугоплавким, прогревающимся достаточно долго. Срок перехода на следующий этап обработки определяется по цвету поверхности металла. Когда она становится красной, в работу вводится припой.

Флюсовые частицы после обработки остаются на поверхности детали. Для того, чтобы очистить от них металл, достаточно промывки водой. Маленькие детали можно опустить под воду и слегка потрясти.

Также для очистки применяется пескоструйная обработка – методика сложная, трудоемкая, однако эффективная.

Нельзя смывать частички флюса соляной или азотной кислотой. Да, очищение пройдет быстро и качественно, однако кислоты способны повреждать металлы. Они могут навредить детали и полотну шва.

Способы подбора

Существуют некоторые критерии выбора флюса для домашней сварки. Здесь мало знать подходящие типы для нержавеющей стали, нужно учесть применимость в самостоятельной пайке.

Для мелкой бытовой пайки подходят флюсы в виде пасты или жидкости, которую можно нанести на поверхность кисточкой. Эти материалы не требуют дополнительного оборудования. Порошковые, сыпучие варианты подходят для промышленных работ.

Также нужно ознакомиться с составом материала. Ведь если флюс называется «бура», это не значит, что он создан из чистой натриевой соли борной кислоты. Этот элемент занимает около семидесяти процентов состава.

Кроме него туда входят борная кислота, а также фтористый кальций. Они занимают оставшиеся тридцать процентов, однако пропорции у них не одинаковы. Включение борной кислоты должно превышать процентную часть фтористого кальция.

Для деталей маленьких размеров, которые часто приходится паять дома, можно создать флюс самостоятельно. Для этого смешивается бура и борная кислота в соотношении 50х50. Фтористый кальций в смесь включать не обязательно.

Подготовленные компоненты смешиваются на сухую. Только после этого добавляется вода. Получившийся материал наносится на сварочную зону детали.

Технология домашней пайки нержавейки

Пайка нержавеющих сплавов стали дома применяется достаточно редко. Это сложный процесс, требующий знания технологий и соблюдения нюансов. Однако иногда провести такую сварку необходимо. К этому нужна подготовка.

Перед тем, как приступать к обработке детали, нужно изучить технологию пайки нержавейки оловом под флюсом. Найти и изучить обучающие текстовые, фото, видео материалы.

Читать еще:  Азотирование и цементация стали

Это нужно, чтобы избежать ошибок, создать работающий шов и сохранить безопасность работы. В этой статье приведена краткая методика Пайки, указаны инструменты и нюансы.

Оборудование

Любая сварочная работа требует специальных инструментов. Некоторые из них можно собрать самостоятельно, однако для большей безопасности лучше взять собранное на заводе оборудование.

  • Для спайки металлов, в том числе нержавейки, нужен паяльник. Подойдет модель, работающая при напряжении электросети 220В и мощности от 100Вт.
  • Для обработки перед пайкой понадобятся кисть и флюс. Для нержавеющей стали это бура в форме пасты или жидкости.
  • Наждачка, напильники или шлифовальная машинка для зачистки зоны сварки.
  • Металлический припой. Для работы с нержавейкой подойдет оловянный, чистый либо с примесью свинца.

Также может понадобиться металлический трос и трубка одного диаметра. Желательно, чтобы они были изготовлены из стали.

Технология

Методика оловянной сварки нержавеющих сплавов стали в домашних условиях и промышленных разнится. Эта статья посвящена домашним способам.

Любой метод обработки металлов начинается с зачистки рабочей поверхности. Область сварки должна быть зачищена от ржавчины, грязи, неровностей, заусенцев.

Это основное правило создания качественного соединения. Зачистка проводится наждачной бумагой, шлифовальной машинкой либо подходящим напильником.

После очищения поверхности наносится бура. Флюсы жидкой и пастообразной формы наносятся кистью, равномерным, тонким слоем. Это не только обеспечит защиту металла от окисления, но и повысит лужение.

Лужением называется формирование тонкого слоя олова или его смеси со свинцом на поверхности детали. Этот процесс – часть подготовки к оловянной сварке металлов.

В случае, если провести лужение с первого раза не получилось, проводится небольшой прогрев металла и попытка повторяется заново.

Нередко случается так, что вторая попытка не приносит результата. Олово скатывается, никак не расходится по поверхности тонким слоем. В таких случаях из троса и трубки создается подобие простой кисточки.

Эти две детали должны быть почти равного диаметра, чтобы трос удобно прошел сквозь трубку. После этого конец троса нужно «разлохматить», чтобы получилось что-то похожее на кисть. Этим инструментом проводится повторная зачистка детали.

По сути, металлическая кисть применяется вместо привычных инструментов зачистки. Ведь часто припой стекает из-за недостаточной очистки поверхности, а эта кисть способна достаточно очистить металл.

После покрытия рабочей зоны оловом, выполняется пайка нержавейки оловом под флюсом. Одной рукой к стыку подается припой, второй передвигается паяльник. Паяльник и припой должны двигаться равномерно, чтобы соединение формировалось ровно, качественно.

Нюансы

Уже во время завершающей части обработки можно столкнуться со сложностями. Медленная скорость сварки способствует формированию в металле карбидных соединений.

Они ухудшат надежность шва, приведут к браку. Поэтому паяльная работа должна проводиться достаточно быстро, без остановок, сомнений, промедлений.

Чтобы повысить защиту от образования карбидных соединений в нержавеющей стали стоит после обработки прокалить металл в печи.

Заключение

Флюс типа «бура» достаточно хорошо проявляет себя в обработке деталей из антикоррозийных сплавов стали. Его можно приобрести либо сделать самостоятельно дома.

Это вещество, нанесенное на поверхность металла, защищает его от окисления, улучшает лужение и качество соединения. Наносится бура на зачищенную от лишних включений и неровностей поверхность.

Качество зачистки должно быть высоким. Некачественно зачищенная поверхность будет препятствовать равномерному распределению олова.

Правила пайки стали

Пайка, как технология создания неразъёмных соединений металлических изделий имеет древнюю историю. И сегодня, несмотря на лидирующую позицию сварочных процессов, пайка стали, алюминия, меди, и многих других металлов и сплавов продолжает успешно применяться в различных отраслях техники.

Процесс пайки разных по составу металлических сплавов имеет свои особенности. Это связано с различной температурой плавления и химическим составом сплавов. К некоторым маркам стали пайка не применяется.

Сущность паяльной технологии

Пайкой называют соединение металлических деталей с помощью припоя, являющегося более легкоплавким металлом, который, будучи расплавленным, смачивает соединяемые поверхности.

Таким образом, процесс паяния связан с нагреванием и протекает при температуре, превышающей точку плавления припоя, но не достигающей температуры плавления соединяемого металла.

В процессе пайки соединяемые детали основного металла не изменяют форму, поскольку сами не подвергаются плавлению.

Прочность создаваемого соединения определяется механическими свойствами, которыми обладает припой для пайки. Когда стальные детали припаивают друг к другу, соединение всегда уступает по прочности основному материалу.

Главным препятствием для создания паяных соединений является окисел, образующийся на поверхности любого металла. Слой окисла не позволяет расплавленному припою равномерно смочить поверхность детали, поэтому металл должен предварительно зачищаться.

Для защиты поверхностей от окисления в процессе спаивания, применяются специальные вещества – флюсы. Для соединения разных материалов используются различные флюсы. Например, для того, чтобы спаять нержавейку, применяют буру. Флюсами для стали могут служить канифоль, паяльная кислота.

Основным процессом, сопровождающим создание паяного соединения, является нагрев заготовок. В зависимости от массы спаиваемых деталей и вида применяемого припоя, нагрев может осуществляться следующими способами:

  • паяльником;
  • газовой горелкой;
  • высокочастотным индуктором;
  • в специальных печах.

Например, проволоку небольшого диаметра можно легко прогреть обычным паяльником, при пайке стальных труб понадобится газовая горелка, а массивную заготовку придётся помещать в печь.

Низколегированной

Низколегированная углеродистая сталь относится к сплавам железа, наиболее легко подвергаемым процессу пайки.

Это объясняется тем, что на поверхности сталей данного типа образуется сравнительно непрочная плёнка окислов, легко устраняемая применением обычных флюсов.

Процесс пайки чёрных металлов может проходить при относительно низкой температуре, не превышающей 450 ℃ в случае применения мягких и легкоплавких свинцово-оловянных припоев.

Читать еще:  Марки стали для изготовления ножей

Для получения паяного соединения, обладающего большей твёрдостью и механической прочностью, следует применять более твёрдые тугоплавкие припои, например на основе меди. Такая пайка осуществляется при температуре до 750 ℃.

Конструктивной

Этот вид сталей характеризуется наличием хрома, применяемого в качестве легирующей добавки. Благодаря хрому сталь приобретает необходимые механические характеристики.

Однако наличие этого легирующего компонента существенно затрудняет процесс пайки, так как на поверхности конструкционных сталей образуется довольно прочная и с трудом разрушаемая плёнка окисла.

Припаять сталь с добавкой хрома можно, применяя активный флюс, содержащий кислоты. Кроме этого, для получения качественного результата, используются специальные приспособления, создающие защитную атмосферу в зоне осуществления пайки.

Кроме этого, стальную поверхность, подготовленную для пайки, покрывают слоем порошка, содержащего металлические компоненты. Этот защитный слой предотвращает окисление стальной поверхности и выгорание легирующих элементов в процессе нагревания.

Паяное соединение легированных сталей производится с применением твёрдых припоев, содержащих медь, серебро или никель.

Инструментальной

Инструментальная сталь отличается очень высокой твёрдостью. Однако виды инструментальной стали, не имеющие в своём составе вольфрама, изменяют свои механические свойства при нагревании до 200 ℃ и более, значительно теряя при этом прочность.

Такие виды стали не подлежат пайке. Для устранения этого недостатка инструментальные стали, подлежащие нагреву в процессе эксплуатации, производятся с вольфрамовыми добавками. Такая сталь может подвергаться нагреву до 600 ℃, не утрачивая при этом ценных механических свойств.

Спаять инструментальную сталь можно припоем на основе никеля или ферросплавов. Нагревание заготовок обычно производят индукционным способом. При этом применяются флюсы, содержащие бор и фтор.

Последовательность операций

Процесс пайки стальных деталей начинается с тщательной очистки заготовок от грязи, ржавчины и следов масел. Для этого пользуются шлифовальной шкуркой, напильником, стальной щёткой. Ржавые детали можно обработать преобразователем ржавчины на основе ортофосфорной кислоты. Жировые загрязнения удаляются растворителем или щелочным раствором.

После очистки и обезжиривания, на поверхность деталей наносится слой флюса. Если в качестве припоя служит олово, детали предварительно лудят. Лужение представляет собой равномерное смачивание поверхности расплавленным оловом.

После этого, детали собирают и надёжно фиксируют в том положении, в котором они должны находиться после соединения.

Далее, детали нагреваются подходящим способом. Нагрев производится до температуры, несколько превышающей температуру плавления применяемого припоя, который должен быть помещён в область соединения.

При расплавлении он затекает в зазор между деталями, образуя соединение. После остывания и кристаллизации припоя, шов зачищают, следы флюса удаляют.

Флюс для пайки

Разновидности состава флюса

В тех вариантах, когда осуществляется пайка деталей из меди, для равномерного распределения припоя по месту предполагаемого соединения, а также для очистки металлической поверхности от хлористого цинка, соляной и борной кислоты, грязи, пыли, применяют флюс. Благодаря этому появляется защита от молекул кислорода, находящихся в воздухе. В качестве флюса могут использоваться материалы, богатые воском, смолой, канифолью.

Очень важно верно подобрать флюс. Для этого нужно учесть типы металлического состава, припоев, температурного режима нагревания. Различают три основных вида флюсов.

Флюс надёжно предохраняет расплавленный металл от реакции с кислородом воздуха, поэтому такие соединения отличаются качественными швами. От того, что поверхность металла покрыта шлаками, кристаллизация проходит с повышенной скоростью. Следствием чего является отсутствие включений и пор. Единственным недостатком пайки с использования флюса это растекающаяся консистенция расплавленного металла.

Особенности паяльных соединений с применением флюса

Если сравнивать соединение медного материала с использованием флюса со сваркой вручную, то первый вариант увеличивает эффективность рабочего процесса в пятеро. Почему такое происходит? Когда применяется паяние с применением флюса, подача электротоков производится через электродный проволочный элемент на вылет.

При применении флюса допускается пользоваться более высокой плотностью сварочных токов. Благодаря этому не будет риска перегрева электродного элемента в вылете и отслойки обмазки. Если используются увеличенные сварочные токи, основной металл проплавляется на значительную глубину. Благодаря этому пайка производится без разделения утолщённых краёв.

Как подобрать флюс

Для того, чтобы верно подобрать вид флюса для того или иного случая, нужно принимать в расчёт несколько факторов. Если вы хотите избежать образования оксидной плёнки на шве, нужно контролировать температурные режимы припоя и металлического состава, они должны быть одинаковыми. Поэтому при выборе флюса нужно ориентироваться на вид припоя. Если температуры металлического и припойного состава одинаковы, то флюс может послужить температурным индикатором и позволит избежать повреждения деталей.

Флюсы могут быть трёх видов консистенции: паста, порошок, жидкость. Использование жидкого флюса практикуется при использовании мягкого припоя. Они могут храниться в тюбиках. Порошковый вариант иногда бывает неудобным в использовании. Паста наносится равномерно, удобно хранится, применяется без предварительной подготовки.

Слесарные работы

Токарные работы

Фрезерные работы

Факторы качественного флюса

  • Флюс должен создавать равномерное покрытие.
  • Плотность и вязкость должна соответствовать припою, который в итоге занимает место флюса.
  • Флюс должен полностью удалить оксидные соединения и не допустить их взаимодействия с материалом.
  • Химический состав флюса должен быть стабилен.
  • Во время процесса пайки шов должен хорошо просматриваться.
  • Флюс должен позволять производить вертикальные соединения.
  • После рабочего процесса загрязнения должны легко удаляться с поверхности.

После окончания работ необходимо убрать весь оставшийся флюс. Для этого применяются специальные растворы.

Принимаем заказы на любые виды слесарных работ:

  • сварка металлических деталей;
  • зачистка под покраску;
  • нарезка резьбы;
  • снятие заусенцев;
  • рихтовка;
  • сборка;
  • подгонка;
  • притирка;
  • пайка.
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector